Thermografie an Verbundwerkstoffen

Mehr als ein Wärmebild

Die Infrarotthermografie ist ein kontaktloses und bildgebendes Verfahren zur Detektion verborgener Fehler in einem Bauteil (wie z. B. Einschlüsse, Lunker oder Delaminationen), das darauf beruht, aus der Änderung der Oberflächentemperatur eines Objektes auf die o. g. Fehler im Volumen des Bauteils zu schließen. Besonders bekannt ist der Einsatz der Thermografie in der Medizintechnik, im Bauwesen und in der Elektrotechnik. Darüber hinaus wird sie zur Detektion äußerer und oberflächennaher Defekte in dünnwandigen faserverstärkten Komponenten, wie sie beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilbranche zu finden sind, verwendet.  Es wird grundsätzlich zwischen passiver und aktiver Thermografie unterschieden - je nachdem ob eine Selbsterwärmung des Bauteils (z. B. durch Reibung), das Abkühlen nach einem Fertigungsprozess oder aber eine externe Wärmequelle zum Aufheizen der Oberfläche eingesetzt werden. Zur Steigerung der Empfindlichkeit existieren zahlreiche Durchführungsmethoden und Messungsauswertungen, unter anderem die Pulse-Phase Thermographie, Thermographic Signal Reconstruction, Pricipal Component Thermographie und Lock-In Thermographie.

Die Methoden basieren auf einer aktiven thermischen Anregung der Oberfläche und einem daraus resultierenden Wärmefluss im Objektinneren; wobei der Fluss durch innere Defekte und Grenzstellen gestört wird, was zu einer Veränderung der Oberflächentemperatur und einer anschließenden Auswertung der zeitlichen Veränderung der Oberflächentemperatur führt. Auf diese Weise ist eine Bauteilprüfung im Rahmen von Inspektion und Wartung bzw. eine Qualitätskontrolle im Anschluss an Fertigungs- und Fügeprozesse möglich. Das IVW setzt diese Methode auf vielfältivielfältige Weise in unterschiedlichen Projekten ein, z. B. im Rahmen des EU-geförderten Projektes FlexHyJoin zur automatisierten Inspektion von Fügestellen hybrider Bauteile aus einem thermoplastischen und einem metallischen Fügepartner. Außerdem während der Materialcharakterisierung, z. B. bei quasi-statischen Zugprüfungen von multiaxialen Hochleistungskompositen. Hierbei kann die Beschreibung des Fortschritts oberflächennaher Schädigungsereignisse, die während ihrer Entstehung Energie in Form von Wärme freisetzen, online während des Versuches beobachtet werden.

Kompetenzfeld

Projektstatus

  • Aktuell

Ansprechpartner

M.Sc.

Vitalij Popow

Wiss. Mitarbeiter Tailored & Smart Composites

Telefon: +49 631 2017 243

vitalij.popow@ivw.uni-kl.de

Raum: 58/344